Tesis
Comportamento reológico de pastas geopoliméricas com uso de aditivos dispersantes
Autor
Sampaio, Renato Barbosa
Institución
Resumen
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2017. Os geopolímeros surgiram como materiais cimentícios alternativos à utilização do cimento Portland. A produção do geopolímero se processa através da combinação de uma fonte de aluminossilicatos com um ativador alcalino em solução. Os geopolímeros apresentam características equivalentes ou superiores a misturas de cimento Portland como, por exemplo, resistência inicial elevada, resistência a ambientes agressivos e resistência a elevadas temperaturas. Contudo, muitos estudos encontrados na literatura apresentam misturas geopoliméricas que demostraram tempo de pega rápida e baixa trabalhabilidade. Como alternativa a esses problemas, muitos autores buscaram incorporar aditivos dispersantes aos geopolímeros. A avaliação do comportamento reológico é uma ótima alternativa para ampliar o entendimento da ação dos aditivos dispersantes nos geopolímeros. O presente trabalho analisou o comportamento reológico de misturas geopoliméricas produzidas a partir de cinza volante e hidróxido de sódio com a incorporação de aditivos dispersantes (lignosulfonato, policarboxilato e naftaleno sulfonado). Essa análise foi realizada inicialmente por meio de ensaios de espalhamento (mini-slump), seguido de reometria rotacional. O efeito dos aditivos no comportamento viscoelástico do material foi analisado utilizando reometria oscilatória. Foram considerados parâmetros como a concentração da solução ativadora, a relação líquido-sólido, o tipo e a dosagem do aditivo dispersante. O estado endurecido do material também foi analisado. O lignosulfonato apresentou melhor desempenho exibindo significativa redução da tensão de escoamento e viscosidade. O policarboxilato e naftaleno sulfonado não tiveram um efeito plastificante esperado, gerando aumento dos parâmetros reológicos em algumas amostras. O meio altamente alcalino possivelmente causou instabilidade química nesses aditivos, ocasionando um desempenho inferior ao esperado. A incorporação dos aditivos dispersantes causou efeito negativo no estado endurecido para os três aditivos estudados, entretanto uma otimização da dosagem do geopolímero pode possivelmente minimizar esse problema. Abstract : Geopolymers are an alternative material to traditional OPC. The production of the geopolymer is carried out by combining a source of aluminosilicates with an alkaline activator solution. Geopolymers have equivalent or better properties than Portland cement e.g. high initial strength, acid resistance, and high temperatures resistance. However, many studies found in the literature demonstrate fast setting time and poor workability in geopolymer mixtures. As alternative, many authors sought to incorporate chemical admixtures in geopolymers mixtures in order to achieve a better performance. A rheological behavior assessment is a great alternative to provide a better understanding about the chemical admixtures influence in geopolymer mixtures. The present work analyzed the rheological behavior of geopolymer mixtures produced from fly ash and sodium hydroxide solution with the incorporation of chemical admixtures (lignosulfonate, polycarboxylate and naphthalene sulfonate). At first, this assessment was processed by mini slump flow test, followed by rotational rheometry tests. The effect of chemical admixture in the geopolymer viscoelastic behaviour was also measured using oscillatory rheometry tests. Parameters such as the alkali activator concentration, liquid/solid ratio, the type and the dosage of the chemical admixture were considered. The hardened state of the material was analyzed as well. The lignosulfonate presented better performance with reduction of yield stress and viscosity. The polycarboxylate and naphthalene sulfonate did not have an expected plasticizing effect, generating an increase in the rheological parameters in some samples. The highly alkaline medium possibly caused chemical instability in these additives, leading to poor performance. The incorporation of the chemical admixtures caused a negative effect on the hardened state for the three additives studied; however an optimization of the geopolymer dosage may possibly minimize this problem.